JP2006030085A - リニアスケール固定装置及び固定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】リニアスケール固定装置として、アルミベースを用いる場合でも、対象物への取付性とメンテナンス性を確保し、対象物との熱膨張の差による熱応力を緩和する。
【解決手段】リニアスケールを保持して対象物に固定するリニアスケール固定装置において、リニアスケールＳを嵌め込み可能で、該スケールの幅より大きい開口端を有する保持溝１２が形成されたアルミベース１０と、該保持溝１２に嵌め込まれたリニアスケールＳの脱落を防止する脱落防止部品１８とを備え、前記ベース１０を、対象物Ｍに対して、長手方向の１箇所の完全固定と、１箇所以上の片板ばね２２によるＸ・Ｙ方向の弾性固定とを可能にした。
【選択図】図３

Description

本発明は、リニアスケールを保持して対象物に取り付け、固定するためのリニアスケール固定装置及び固定方法に係り、特に対象物への取付性やメンテナンス性に優れ、異種材料からなる対象物との間の熱膨張係数の差により発生する熱応力が緩和されたリニアスケール固定装置及び固定方法に関する。

比較的長尺のリニアスケール（例えば、ガラス製スケールや薄い金属性のテープスケール等）を、対象物である相手機械に取り付けるために、該スケールを保持する保持機能と、相手機械に固定する固定機能とを有するベースを備えた固定装置が用いられている。

このような固定装置では、装置自体の小型・軽量化を図り、相手機械への取り付け易さとメンテナンス性を確保し、異種材料であることに起因して発生する熱応力を緩和する等の、各種課題を解決する必要がある。特に、一般にテープスケールと称される金属製のリニアスケールは、全長が１０ｍを超える場合もあるため、上記課題の解決が特に重要となる。

上記のような課題解決を目的とした従来技術としては、中空のベースにその長手方向端部からテープ状のスケールを挿入すると共に、寸法のバラツキ等により挿入し難い欠点を補うために、振動発生器により高周波振動を与えながら挿入する技術が特許文献１に記載され、又、一方向からばねで引っ張って同様のベースに挿入する技術が特許文献２に記載されている。

又、このような固定装置で実用化されているものとしては、アルミニウム製のベースを備えたものがあり、これを熱膨張係数が異なる主に鉄製の相手機械にねじで完全固定している場合や、両面テープで固定している場合がある。

特開昭５９−２２４５０１号公報 特開昭５９−１３８９１５号公報

しかしながら、前記のようにアルミニウム製のベースを鉄製の相手機械にねじで完全固定している場合には、熱膨張係数の差に起因する熱応力の発生により精度が劣化する可能性があり、又、両面テープを使用する場合には、弾性的な固定になるので熱応力は軽減されるものの、反面取り付け易さやメンテナンス性、長期的な安定性において劣ってくる。

従って、従来のアルミニウム製のベースは、スケールを保持し、対象物に固定する装置としては小型・軽量化が実現できているが、比較的長尺のスケールを固定するためには、依然として前記各種課題が存在しているという問題がある。

本発明は、前記従来の問題点を解決するべくなされたもので、アルミニウム製のベースを用いる場合でも、相手機械への取り付け易さとメンテナンス性を確保し、更に異種材料からなる対象物との間で発生する熱応力を緩和（低減）することもできるようにすることを課題とする。

本発明は、リニアスケールを保持して対象物に固定するリニアスケール固定装置において、リニアスケールを嵌め込み可能で、該スケールの幅より大きい開口端を有する保持溝が形成されたベースと、該保持溝に嵌め込まれたリニアスケールの脱落を防止する脱落防止手段とを備え、前記ベースを、対象物に対して、長手方向の１箇所の完全固定と、１箇所以上の弾性固定とを可能にしたことにより、前記課題を解決したものである。

本発明は、又、前記脱落防止手段が、前記保持溝近傍のベース部に形成された凹部に嵌合可能な嵌合部と、これに連続する遮閉部とを有するようにしてもよく、その場合、前記遮閉部が、前記保持溝に嵌め込まれたリニアスケールを押え付ける押圧手段であるようにしてもよい。

本発明は、又、前記ベースに、対象物との接触面に向かって間隔が狭くなる側壁を有する固定用溝が形成され、前記弾性固定が、前記側壁を付勢手段により前記対象物側に付勢して行なわれるようにしてもよい。

本発明によれば、リニアスケールを保持するためのベースに形成された保持溝を、該スケールの幅より大きい幅の開口端を有する形状としたので、対象物にベースを固定した後、リニアスケールを開口端側の正面から簡単に嵌め込むことができると共に、脱落防止手段により確実に保持することが可能となる。従って、対象物への取り付け易さとメンテナンス性の確保が実現される。又、対象物に対して前記ベースを長手方向の１箇所を完全固定とし、それ以外を弾性固定可能としたので、長手方向に確実に位置決めできると同時に、熱膨張係数の差が大きい場合でも、その差に起因する熱応力を吸収し、緩和することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。

本発明の第１実施形態のリニアスケール固定装置を図１〜３に示す。図１は、リニアスケールを省略した全体の平面図、図２はそのベースの拡大横断面図、図３は使用状態における図１のIII−III拡大横断面図である。

本実施形態のリニアスケール固定装置は、テープスケール等のリニアスケールを保持し、対象物に固定するためのベース１０と、後述する脱落防止手段等を備えている。ここでは、ベース１０を、小型化・軽量化を可能にするためにアルミニウムを押出成形すると共に、それを適切な長さ、例えば１ｍに分割して製造される。以下、これをアルミベースと称する。

このアルミベース１０の上部（表面側）には、リニアスケールＳを保持するための保持溝１２が形成され、下部には該ベース１０を相手機械（対象物）Ｍに固定するための固定用溝１４が形成されている。

この保持溝１２は、リニアスケールＳが嵌め込み可能な大きさであると同時に、ベース１０の表面位置に該スケールＳの幅より大きな開口端１２Ａを有している。又、固定用溝１４は、ベース裏面に向かって間隔が狭くなるように内側に傾斜した、対向する２つの側壁（傾斜面）１４Ａを有している。

又、両側の本体ベース部１０Ａ、１０Ｂには、表面より内部の方に広い拡大溝（凹部）１６が形成されている。これらの各溝１２、１４、１６は、いずれも押出成形により長手方向に連続的に形成されている。

又、アルミベース１０とは別に、図４（Ａ）に拡大して示すように、前記拡大溝１６に嵌合可能な、断面形状が該拡大溝１６に近似した拡大部（嵌合部）１８Ａと、該拡大部１８Ａに連続する薄板形状の遮閉部１８Ｂとを有する樹脂製の脱落防止部品（手段）１８が用意されている。これは、数ｃｍ程度の長さであっても、アルミベース１０の全長、例えば１ｍであってもよい。

更に、アルミベース１０の長手方向には複数の固定箇所が設定され、各固定箇所の保持溝１２の底部には図３に示される固定用穴１２Ｂが固定用溝１４まで穿設され、その穴の位置で、次に説明するねじ止めによる完全固定や弾性固定が可能になっている。

本実施形態では、リニアスケールＳを保持する前に、アルミベース１０を対象物である相手機械Ｍに取り付ける。その際、位置決め用に相手機械Ｍに設置されている基準ピン２０に、一方の側端部を当接させると共に、その裏面（接触面）を相手機械Ｍの取付面に接触させた状態で、片板ばね２２を基準ピン２０側の傾斜面１４Ａに当接させ、ねじ２４で固定することにより斜め上方に付勢している。即ち、この片板ばね２２によりアルミベース１０を基準ピン２０と相手機械Ｍの両方向へ付勢することにより、図３における上下方向（Ｙ方向）の位置決めと相手機械Ｍに対するＸ方向の弾性固定とを同時に実現している。

この実施形態では、アルミベース１０の両端部を同様の片板ばね２２による弾性固定としているが、中央部は完全固定にしている。この完全固定は、例えば図５に簡略化して示すように、片板ばね２２の代りに、剛性の高い板２５を両方の傾斜面１４Ａに当接させ、ねじ２４で止めることにより実現できる。但し、完全固定は、強い板ばねを使って実現してもよく、あるいは通常のねじ止め（図示せず）によってもよい。

次いで、リニアスケールＳを保持溝１４に収容した後、前記脱落防止部品１８を弾力性のある拡大部１８Ａを前記拡大溝１６に強制的に嵌入・嵌合させることにより固定し、遮閉部１８Ｂで保持溝１２の開口端１２Ａの一部を塞ぐことにより、該スケールＳの脱落を防止し、確実に保持する。

本実施形態のアルミベース１０は、長手方向に適度な長さ（例えば、１ｍ）に分割して製造してあるため、図１に示したように、複数のアルミベース１０を同方向に適切な間隔Ｇ（例えば０．１ｍｍ）をおいて配列することにより、スケールの長尺化（例えば、１０ｍ、２０ｍ、３０ｍ等）に対応できる。そのため、輸送上の制約を受けることが無い。

又、適度な長さに形成された各アルミベース１０の中央を、強い板ばね等により完全固定とし、両端側を中央の固定力より弱い板ばねで固定することにより、相手機械Ｍの材質が異なるために熱膨張に差が生じる場合でも、熱応力の発生や位置ずれを緩和することができる。

又、このアルミベース１０は、片板ばね２２によりＸ方向は相手面に、Ｙ方向は基準ピン２０に押し当てる構造とすることで、Ｘ方向やＹ方向への位置ずれも抑制することができる。

又、仮に対象となるスケールＳが長尺化した場合でも、前記のように長手方向に並べて使用するアルミベース１０の数を増やすだけで対応できるため、熱応力の増大を避けることができるという利点もある。

このアルミベース１０の固定方法によれば、前述した従来の技術による完全固定に比べて、熱応力を十分緩和することができ、又、両面テープを使用した場合に比べ、取り付け易さやメンテナンス性、長期的な安定性を向上することができる。

更に、対象となるリニアスケールＳは、アルミベース１０の正面（Ｘ方向）から保持溝１２に嵌め込み、その後、脱落防止部品１８を所定位置に取り付けることにより、確実に保持することができる。

なお、リニアスケールＳを対象機械Ｍに固定する際、スケール位置の許容範囲が広い場合やスケールの長さが短い場合は、前記図３の上端部近傍のみを抽出し、拡大した図６に、丸で囲んで示したスケールＳとアルミベース１０の間に、０．１ｍｍ程度の一定の隙間を持たせることができる。この場合は、例えばゴム弾性を有するシリコン樹脂等の樹脂で一体成形したような、全体が樹脂の脱落防止部品１８を採用した第１実施形態で十分対応できる。

一方、Ｘ方向、Ｙ方向に隙間の存在が許されない場合には、図７に示す第２実施形態で対応する。

即ち、スケール位置の許容範囲が狭い場合や、振動等の発生が予測される場合には、スケールＳのＸ方向、Ｙ方向を弾性的に保持する機構を脱落防止手段に採用する。具体的には、Ｙ方向に対してはゴム弾性を有するシリコン樹脂製部品（スペーサ）２６を、幅方向のスケールＳと保持溝１２の間に介在させ、Ｘ方向に対しては、図４（Ｂ）に拡大断面図を示すように、前記拡大部１８Ａと同様の樹脂製の拡大部２８Ａと一体成形された板ばね（押圧手段）２８Ｂからなる脱落防止板ばね２８により付勢保持する。これにより、リニアスケールＳを保持溝１４に遊びが無い状態に密着保持することが可能となる。

以上詳述した如く、アルミベースにスケールを取り付ける場合、前記特許文献１等に記載されている技術では、中空のベースに長手方向からスケールを挿入する必要があるため、寸法のばらつき等により取付作業が困難となる。これに対し、本発明によれば、アルミベース１０の正面から容易且つ確実に取付けることが可能となり、リニアスケールＳの取付性、メンテナンス性の向上を図ることが可能となる。

なお、本発明においては、長手方向の１箇所に図４（Ｂ）に示した脱落防止板ばね２８を採用し、他の位置には同図（Ａ）に示した全体が樹脂製の脱落防止部品１８を採用することにより、リニアスケールＳを長手方向の１箇所に位置決めするようしてもよい。

本発明に係る第１実施形態のリニアスケール固定装置を示す概略平面図 上記固定装置が備えるアルミベースのII−II拡大横断面図 使用状態の上記固定装置のIII−III拡大横断面図 脱落防止部品の例を拡大して示す概要断面図 完全固定方法の一例を示す断面図 リニアスケールとアルミベースの間の隙間を示す拡大部分断面図 使用状態の第２実施形態の固定装置を示す図３相当の横断面図

符号の説明

１０…アルミベース
１２…保持溝
１４…固定用溝
１６…拡大溝
１８…脱落防止部品
２０…基準ピン
２２…片板ばね
２４…ねじ
２６…シリコン樹脂部品
２８…脱落防止板ばね
Ｓ…リニアスケール
Ｍ…相手機械（対象物）

Claims (5)

1. リニアスケールを保持して対象物に固定するリニアスケール固定装置において、
   リニアスケールを嵌め込み可能で、該スケールの幅より大きい開口端を有する保持溝が形成されたベースと、該保持溝に嵌め込まれたリニアスケールの脱落を防止する脱落防止手段とを備え、
   前記ベースを、対象物に対して、長手方向の１箇所の完全固定と、１箇所以上の弾性固定とを可能にしたことを特徴とするリニアスケール固定装置。
2. 前記脱落防止手段が、前記保持溝近傍のベース部に形成された凹部に嵌合可能な嵌合部と、これに連続する遮閉部とを有することを特徴とする請求項１に記載のリニアスケール固定装置。
3. 前記遮閉部が、前記保持溝に嵌め込まれたリニアスケールを押え付ける押圧手段であることを特徴とする請求項２に記載のリニアスケール固定装置。
4. 前記ベースに、対象物との接触面に向かって間隔が狭くなる側壁を有する固定用溝が形成され、
   前記弾性固定が、前記側壁を付勢手段により前記対象物側に付勢して行なわれることを特徴とする請求項１に記載のリニアスケール固定装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のリニアスケール固定装置を用いることを特徴とするリニアスケール固定方法。

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